《创新课堂》第七章 3 第一节 第3课时 课后达标 素养提升 讲义（教师版）化学必修二人教版

INCLUDEPICTURE "A基础检测.TIF" INCLUDEPICTURE "A基础检测.TIF" \* MERGEFORMAT
1．下列不属于有机化合物的特点的是(　　)
A．大多数有机化合物难溶于水，易溶于有机溶剂
B．有机反应比较复杂，一般反应速率较小
C．绝大多数有机化合物受热不易分解，且不易燃烧
D．绝大多数有机化合物是非电解质，不易导电，熔点较低
解析：选C。绝大多数有机化合物受热易分解，且易燃烧。
2．下列不属于取代反应的是(　　)
A．CH2Cl2＋Br2(g)CHBrCl2＋HBr
B．CH3OH＋HClCH3Cl＋H2O
C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
D．CH3CH2Br＋NaOHCH3CH2OH＋NaBr
解析：选C。C项中的反应为置换反应，不是有机反应，更不是取代反应。
3．下列物质的沸点按由高到低的顺序排列的是(　　)
①CH3(CH2)2CH3 ②CH3(CH2)3CH3
③(CH3)3CH ④(CH3)2CHCH2CH3
A．②④①③ B．④②③①
C．④②①③ D．②④③①
解析：选A。碳原子数相同时，支链越多，沸点越低。②④中均含5个C原子，但④中含支链，故沸点②＞④；①③中均含4个C原子，但③中含支链，故沸点①＞③。碳原子数越多，沸点越高，所以沸点由高到低排列的顺序为②④①③。
4．分子式为C3H6Cl2的有机化合物，若再有一个氢原子被氯原子取代，则产物有两种不同的结构，原有机化合物的结构简式为(　　)
A．CH2Cl—CH2—CH2Cl
B．CHCl2—CH2—CH3
C.CH2Cl—CHCl—CH3
D．CH3—CCl2—CH3
解析：选A。再取代一个氢原子，产物有两种不同的结构，说明该有机化合物分子中含有两种不同化学环境的氢原子。A项，分子中含有两种不同化学环境的氢原子；B项，分子中含有三种不同化学环境的氢原子；C项，分子中含有三种不同化学环境的氢原子；D项，分子中含有一种化学环境的氢原子。
5．可燃冰属于甲烷的水合物，结构如右图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．可燃冰中CH4与H2O以共价键的形式相结合
B．使用可燃冰时应注意安全
C．甲烷的一氯代物、三氯代物和四氯代物的空间结构都是四面体形
D．空间填充模型为的有机化合物在光照下能与溴蒸气发生取代反应
解析：选A。A项，CH4与H2O以范德华力结合在一起形成可燃冰，错误；B项，CH4易燃、易爆，所以使用可燃冰过程中要注意安全，正确；C项，CH3Cl、CHCl3的空间结构是四面体形，CCl4的空间结构为正四面体形，正确；D项，该有机化合物的结构简式为，属于烷烃，性质与CH4相似，所以该有机化合物在光照下能与溴蒸气发生取代反应，正确。
6．我国页岩气储量居世界第一，下列关于页岩气主要成分甲烷的描述不正确的是(　　)
A．甲烷的熔、沸点大于乙烷的
B．甲烷分子中，碳元素的质量分数为75%
C．甲烷分子和氨分子所含的电子总数相等
D．鉴别H2、CO和CH4三种无色气体的方法是比较三种气体燃烧后的产物
解析：选A。A.甲烷的熔、沸点小于乙烷的，A错误；B.甲烷分子中，碳元素的质量分数为×100%＝75%，B正确；C.CH4分子和NH3分子均含有10个电子，C正确；D.H2完全燃烧只生成H2O，CO完全燃烧只生成CO2，CH4完全燃烧生成H2O和CO2，因此可以通过燃烧后的产物鉴别三种物质，D正确。
7．在光照条件下，使1 mol CH4与Cl2反应，待反应完全后测得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4。消耗Cl2的物质的量为(　　)
A．1 mol B．2 mol
C．3 mol D．4 mol
解析：选C。在光照条件下，CH4与Cl2发生取代反应时，生成1 mol CH3Cl消耗1 mol氯气，生成1 mol CH2Cl2消耗2 mol氯气，生成1 mol CHCl3消耗3 mol氯气，生成1 mol CCl4消耗4 mol氯气。使1 mol CH4与Cl2反应，待反应完全后测得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，由碳原子守恒可知，生成的n(CH3Cl)、n(CH2Cl2)、n(CHCl3)、n(CCl4)分别是0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol、0.4 mol，消耗Cl2的物质的量为0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.3 mol＋4×0.4 mol＝3 mol。
8．某气态烷烃的体积是20 mL，完全燃烧时，正好消耗100 mL同温、同压下的氧气，该烷烃的分子式是(　　)
A．C2H6 B．C3H8
C．C4H10 D．C5H12
解析：选B。根据题意，该气态烷烃和消耗氧气的物质的量之比为1∶5，根据链状烷烃的燃烧通式：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O可知，＝5，解得n＝3，该烷烃的分子式为C3H8。
9．下图是A、B、C三种烃的球棍模型。
(1)A的名称是________。
(2)B与C互为________(填字母)。
a．同系物　　b．同分异构体　　c．同位素
(3)C的结构简式是________。
(4)下列说法正确的是________(填字母)。
a．都属于烷烃
b．都可以与氯气发生取代反应
c．都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
d．都可以完全燃烧生成CO2和H2O
(5)写出B与氯气在光照条件下反应的化学方程式：______________________________________________________________________
________________________________________________________________________(只写第一步)。
解析：(1)由A的球棍模型可知，A的结构简式为CH3CH2CH3，分子式为C3H8，名称为丙烷。
(2)由B的球棍模型可知，B的结构简式为CH3CH2CH2CH3，分子式为C4H10；由C的球棍模型可知，C的结构简式为CH3CH(CH3)2，分子式为C4H10，B与C的分子式相同，结构不同，二者互为同分异构体。
(4)A、B、C的分子式分别为C3H8、C4H10、C4H10，均由C和H两种元素组成，均符合通式CnH2n＋2，均属于烷烃；根据烷烃的通性，均能与Cl2在光照条件下发生取代反应；三者均属于饱和烃，不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但可以完全燃烧生成CO2和H2O。
答案： (1)丙烷　(2)b　(3)CH3CH(CH3)2　(4)abd
(5)CH3CH2CH2CH3＋ Cl2CH3CH2CH2CH2Cl＋HCl(或CH3CH2CH2CH3＋Cl2CH3CHClCH2CH3＋HCl)
10．(2024·赣州高一检测)某小组欲研究烷烃的某些性质。回答下列问题：
Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。
向下图所示装置中的B中通入一定量的氯气和甲烷气体，混合均匀后通入C中硬质玻璃管中，夹紧C两端弹簧夹，用漫射光照射硬质玻璃管。
(1)将实验室制得的Cl2先通过饱和食盐水的目的是_____________________________________________________________。
(2)写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式：____________________________________________________。
(3)一段时间后，C中硬质玻璃管内的实验现象是_________________________________________________________、
_________________________________________________________。
(4)若2 mol CH4与Cl2发生取代反应，测得生成4种有机取代产物的物质的量相等，则消耗氯气的物质的量是________mol。
Ⅱ.烷烃可以发生氧化反应。
将一定量的某烷烃在足量氧气中充分燃烧，并使产生的气体全部通入如下图所示装置，得到如下表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体被完全吸收)。
物质 实验前 实验后
干燥剂＋U形管的质量 101.1 g 102.9 g
澄清石灰水＋广口瓶的质量 312.0 g 315.3 g
(5)该烷烃的分子式为________。
解析：Ⅰ.(3)甲烷和氯气反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氯化氢，实验中可观察到玻璃管内的实验现象有黄绿色气体颜色变浅、玻璃管内壁上出现油状液滴。(4)若2 mol CH4与Cl2发生取代反应，测得4种有机取代产物的物质的量相等，则生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量各为0.5 mol，消耗氯气的物质的量是0.5 mol×1＋0.5 mol×2＋0.5 mol×3＋0.5 mol×4＝5 mol。Ⅱ.(5)实验前后澄清石灰水和广口瓶的质量差为烷烃燃烧生成二氧化碳的质量，n(CO2)＝＝0.075 mol，实验前后干燥剂和U形管的质量差为烷烃燃烧生成水的质量，n(H2O)＝＝0.1 mol，根据元素守恒，烷烃分子中n(C)∶n(H)＝0.075∶0.2＝3∶8，该烷烃的分子式为C3H8。
答案：Ⅰ.(1)除去Cl2中混有的氯化氢气体　(2)CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl　(3)硬质玻璃管内壁上出现油状液滴　黄绿色气体颜色变浅　(4)5　Ⅱ.(5)C3H8
INCLUDEPICTURE "A素养提升.TIF" INCLUDEPICTURE "A素养提升.TIF" \* MERGEFORMAT
11．(2024·浙江高一质检)科学家发现土卫六卫星的大气层中含有 95%的氮气，剩余的气体为甲烷和其他碳氢化合物。下列关于碳氢化合物的叙述正确的是(　　)
A.碳氢化合物的通式为 CnH2n＋2
B.燃烧产物为二氧化碳和水的化合物一定是碳氢化合物
C.烷烃属于碳氢化合物，烷烃的性质比较稳定，不能发生氧化反应
D.碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数
解析：选D。A.碳氢化合物不一定是链状烷烃，只有链状烷烃的通式为CnH2n＋2，A错误；B.燃烧产物为二氧化碳和水的化合物可能是碳氢化合物，也可能是碳、氢、氧三种元素组成的化合物，B错误；C.烷烃性质比较稳定，但在空气中能够完全燃烧，发生氧化反应，C错误；D.碳原子的相对原子质量(12)为偶数，烃分子中的氢原子数也一定为偶数，所以碳氢化合物分子的相对分子质量一定是偶数，D正确。
12．正己烷是优良的有机溶剂，球棍模型为。下列有关说法正确的是(　　)
A.正己烷的分子式为C6H12
B.正己烷的一氯代物有4种
C.正己烷与正丁烷互为同系物
D.正己烷能与溴发生取代反应而使溴水褪色
解析：选C。A.正己烷的分子式为C6H14，故A错误；B.正己烷分子中有3种不同化学环境的氢原子，一氯代物有3种，故B错误；C.正丁烷的分子式为C4H10，结构与正己烷相似，二者在分子组成上相差2个CH2原子团，互为同系物，故C正确；D.正己烷与溴水不发生反应，但溴单质能溶于正己烷中，因此正己烷与溴水混合时，发生萃取而使溴水褪色，故D错误。
13．下列各组有机化合物中，一氯代物的数目不相等的是(　　)
A.正戊烷和正己烷
B.新戊烷和异丁烷
C.环戊烷()和乙烷
D.丙烷和
解析：选B。A.正戊烷分子中有3种不同化学环境的氢原子，一氯代物有3种；正己烷分子中有3种不同化学环境的氢原子，一氯代物有3种，故A不选。B.新戊烷()分子中只有1种化学环境的氢原子，一氯代物只有1种；异丁烷()分子中有2种不同化学环境的氢原子，一氯代物有2种，故B选。C.环戊烷和乙烷分子中都只有1种化学环境的氢原子，一氯代物都只有1种，故C不选。D.丙烷分子中有2种不同化学环境的氢原子，一氯代物有2种；分子中有2种不同化学环境的氢原子，一氯代物有2种，故D不选。
14．一定质量的链状烷烃X完全燃烧生成17.6 g CO2和9.0 g H2O。下列说法不正确的是(　　)
A.X的分子式为C4H10
B.X可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH3
C.将X通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色
D.X与Cl2在光照条件下发生取代反应，可能生成2种一氯代物
解析：选C。17.6 g CO2和9.0 g H2O的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol，据此可得X分子中C原子与H原子的个数之比为0.4 mol∶1 mol＝4∶10，故链状烷烃X的分子式为C4H10，A项正确；C4H10有两种结构：CH3CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH3，B项正确；烷烃不与酸性KMnO4溶液反应，故溶液不褪色，C项错误；正丁烷和异丁烷分子中都有2种不同化学环境的氢原子，故无论是哪种丁烷与Cl2在光照条件下反应都能生成2种一氯代物，D项正确。
15．为了探究甲烷的性质，某同学设计了如下两组实验方案。
[甲方案]　探究甲烷与氯气反应的条件，如下图所示。Ⅰ瓶放在光亮处，Ⅱ瓶用预先准备好的黑色纸套套上，并夹紧弹簧夹a和b。
一段时间后，打开弹簧夹a和b，观察到有水倒吸入Ⅰ瓶中，但水并不能充满Ⅰ瓶。除了上述现象外，该实验中还可能观察到的现象有________(填字母)。
A.Ⅰ瓶中气体颜色变浅
B.Ⅰ瓶中出现白雾
C.Ⅰ瓶内壁出现油状物质
D.Ⅱ瓶中与Ⅰ瓶中现象相同
[乙方案]　探究甲烷与氧化剂反应，装置如下图所示。已知碳化铝与水反应生成氢氧化铝和甲烷。
实验现象：溴水不褪色，无水硫酸铜变蓝色，澄清石灰水变浑浊。
回答下列问题：
(1)写出碳化铝与稀硫酸反应的化学方程式： ___________________________________________________________________。
(2)加入药品前，应先进行的一步操作是___________________________________________________________
_________________________________________________________。
(3)下列对实验中的有关现象与结论叙述都正确的是________(填字母)。
A.溴水不褪色，结论是甲烷不能与卤素单质反应
B.酸性高锰酸钾溶液不褪色，结论是通常条件下甲烷不能与KMnO4等强氧化剂反应
C.硬质玻璃管中黑色粉末无颜色变化，结论是甲烷不与氧化铜反应
D.硬质玻璃管中黑色粉末变红色，结论是氧化铜与甲烷反应只生成水和二氧化碳
(4)经测定，甲烷与氧化铜反应时每消耗1 mol甲烷转移7 mol电子，写出实验时硬质玻璃管中发生反应的化学方程式：______________________________________________________________________
___________________________________________________________。
(5)集气瓶中排水法收集到的气体是________。
解析：[甲方案]A.氯气与甲烷在光照条件下发生取代反应，氯气被消耗，Ⅰ瓶中气体颜色变浅，故A 选；B.生成的HCl与水蒸气形成酸雾，Ⅰ瓶中出现白雾，故B选；C.生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷均是不溶于水的油状液体，Ⅰ瓶内壁出现油状物质，故C选；D.Ⅱ瓶中氯气与甲烷不反应，与Ⅰ瓶现象不同，故D不选。
[乙方案](1)碳化铝与稀硫酸反应可理解为碳化铝(Al4C3)先与水反应，生成的氢氧化铝再与稀硫酸反应，所以最终产物为硫酸铝和甲烷，化学方程式为Al4C3＋6H2SO4===2Al2(SO4)3＋3CH4↑。(2)该反应中涉及气体的制取、收集，加入药品前，应先进行的一步操作是检查装置气密性。(3)A.溴水不褪色说明甲烷不能与溴水反应，但甲烷可以和氯气等卤素单质在光照条件下发生取代反应，故A错误；B.酸性高锰酸钾溶液不褪色，说明通常条件下，甲烷不能与KMnO4等强氧化剂反应，故B正确；C.甲烷能与氧化铜反应，当少量甲烷参加反应时，硬质玻璃管里为大量黑色氧化铜粉末和少量铜的混合物，也无颜色变化，故C错误；D.若甲烷还原氧化铜时生成CO，则硬质玻璃管里黑色粉末也能变红色，故D错误。(4)根据“无水硫酸铜变蓝色，澄清石灰水变浑浊”可知，氧化铜与甲烷反应时会产生CO2和H2O，若C元素全部转化为CO2，则1 mol CH4反应转移8 mol电子，经测定，甲烷与氧化铜反应时每消耗1 mol甲烷转移7 mol电子，说明产物中有CO，故实验时硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为2CH4＋7CuO 7Cu＋CO＋CO2＋4H2O。(5)集气瓶中排水法收集到的气体是CH4 、CO。
答案：ABC　(1)Al4C3＋6H2SO4===2Al2(SO4)3＋3CH4↑　(2)检查装置气密性　(3)B
(4)2CH4＋7CuO 7Cu＋CO＋CO2＋4H2O
(5)CH4、CO